浅议轧钢厂加热炉和热处理炉炉前煤气阀组改造

龙静涛

（重庆钢铁股份有限公司轧钢厂，重庆 401220）

轧钢厂工业炉窑设备，主要以煤气为燃料获得热能加热工件达到生产工艺要求的温度。由于煤气有中毒、易燃、易爆等危险因素，如何有效地安全使用煤气，最大限度降低煤气在使用过程中的安全隐患，是每个炉窑技术工程师应该思考的问题。

1 改造前的情况简介

重庆钢铁轧钢厂厚板线三座加热炉和一座热处理炉在改造前，其炉前煤气总管平台上均采用两台电动密闭蝶阀加一台敞开式眼镜阀的组合形式，其主要功能为炉子停炉后对煤气的有效切断。但煤气平台均设置在紧邻炉子的厂房内，且与炉子距离不足10m，不符合《工业企业煤气安全规程》（GB 6222-2005）第7.2.4.2条“敞开眼镜阀和扇形阀应安设在厂房外，如设在厂房内，应离炉子10m以上”的规定和《关于进一步加强冶金企业煤气安全技术管理有关规定的通知》（安监总管四﹝2010﹞125号）第十六条“凡开、闭时冒出煤气的隔断装置盲板、眼镜阀或扇型及敞开式插板阀等，不应安装在厂房内或通风不良之处，离明火设备距离不少于40m”的安全规定，存在安全隐患。因此，需要对三座加热炉和一座热处理炉炉前煤气总管阀组进行技术改造，以符合煤气相关安全规程、制度的要求，同时，最大限度地降低煤气安全隐患。加热炉煤气管路及阀台示意见图1。

图1 加热炉煤气管路及阀台示意图

2 改造方案的制定和比选

2.1 加热炉改造方案及比选

本着符合煤气安全规范，最大限度地降低煤气安全隐患的原则，我们初步拟定出加热炉煤气阀组改造方案如下：方案一：将1#、2#、3#加热炉的3个炉前DN1100煤气阀台整体搬迁至厂房外。方案二：保留原有1#、2#、3#加热炉DN1100炉前煤气阀台，分别将3台DN1100敞开式扇形盲板阀，改为注水型电动NK阀。

方案三：保留原有1#、2#、3#加热炉DN1100炉前煤气阀台，分别将3台DN1100敞开式扇形盲板阀，改为全密闭式电动煤气插板阀。以上三个方案均符合煤气安全的相关规范，为进一步论证以上方案的可行性，我们邀请了燃气、结构等专业设计人员现场查勘，并结合相关图纸资料做了进一步的方案论证和比选。

方案一的实施难点：（1）工程项量大，投资估算高。如果将3个煤气阀台全部搬迁至厂房外，需要改变原有煤气管道走向，而煤气管道走向改变，势必要横跨厂房桁架进入炉区，厂房钢结构则需要重新进行承载力校核，若原有钢结构不能满足煤气管道的承载要求，则需重新设计或加固厂房钢构，那么相应的费用和工程量将成倍增加。（2）原有空间受限。如果将3个DN1100煤气阀台全部搬迁至厂房外，那么位于煤气管道来气方向的能环部所属的DN1800煤气总管阀台位置也将相应进行迁移。而实际情况是，厂房外的原有东西走向的DN1800煤气总管北侧和西侧紧邻厂房，南侧紧邻交通主干道，在不进行大的系统性改造的情况下，将没有足够的场地和空间布置3个DN1100煤气阀台和1个DN1800煤气阀台以及相应的管道。

方案二的实施难点：（1）由于注水型NK阀的密封特点，除在关闭时需要注入一定高度的水以实现水封功能外，在开启阀门时，还需要就地设置煤气排水器以实现阀腔内污水的排出。但由于DN1100煤气阀台位于厂房中间位置，距离厂房边沿较远（超过50米），且前后被装、出钢辊道设备隔离，将NK阀配套的煤气排水器布置到厂房外显得十分困难，如就地设置在厂房内，则增加了煤气泄漏的风险，这与本改造项目是为了降低煤气安全风险的初衷相违背。（2）由于注水型NK阀阀体外形趋于球形，其安装连接长度比普通型盲板阀要大，由于原有阀组布置紧凑，需要对原有阀组和管路做较大的改动。

方案三的实施难点：相比方案一和方案二，本方案无论在安装空间还是工程项量方面更具有优势。需要确认的问题是煤气平台结构的承载力。由于封闭式插板阀的设备重量是原有敞开式眼镜阀设备重量的约4～5倍，原有煤气平台需要进行重新设计以满足承载力和阀门空间布置的要求。

经过对以上三个方案的技术论证和比选，加热炉煤气阀组改造最终确定按照方案三实施，本方案示意如图2。

图2 最终确定的加热炉煤气阀组改造方案

2.2 热处理炉改造方案

热处理炉厂房外煤气总管位置有足够的场地新建煤气平台，因此，热处理炉煤气阀组改造方案确定为将原有炉前煤气阀组整体搬迁至厂房外。

3 改造方案的执行

在确定最终改造方案后，将整个改造项目分为前期准备和实施两个阶段进行推进。前期准备阶段，首先委托具有相应资质的第三方检测机构对加热炉煤气平台（包括钢结构以及下部的钢筋混凝土框架基础结构）进行了专业检测，检测报告将作为煤气平台重新设计的技术依据。同时，委托具有资质的设计方对加热炉和热处理炉煤气钢结构平台以及煤气阀组安装布置进行设计。

待设计出图后，我们立即启动封闭式电动插板阀等设备的采购工作，同时，开始本项目的施工招标工作。特别值得一提的是，由于相同公称通径的敞开式扇形盲板阀和全封闭式插板阀在外形结构上存在很大的差异。为了保证插板阀尺寸满足现场安装要求，在阀门设计定型前，我们特意要求设备供货商技术人员到加热炉现场实地测量安装尺寸，并将其写入设备采购技术协议中，以避免后期安装过程中带来不必要的麻烦。设备到货、施工单位确定，前期准备工作完成。实施阶段，加热炉阀组改造于2019年9月厚板线年修期间进行。由于前期准备比较充分，3座加热炉从煤气平台开始施工一直到全封闭电动插板阀安装调试完成并成功点火仅用时15天。热处理炉阀组改造于2019年11月～12月在热处理停产期间按照既定的方案完成改造。

4 改造后的效果

轧钢厂厚板线3座加热炉和1座热处理炉炉前煤气阀组改造完成后，符合煤气相关的安全规章制度的要求，有效降低了煤气操作人员在抽、堵盲板作业过程中发生煤气中毒事故的风险，保证了加热炉和热处理炉区域人员的人身安全。